P5立体声调音控制器的设计与制作.doc

P5 立体声调音控制器的设计与调试 P5M1 集成运放基本应用电路的测试 学习目标： 能正确测试集成运算放大器的各种应用电路的基本特性。 理解集成运算放大器的各种应用电路的功能、电路构成、工作原理和电路中各元器件的作用。 能对集成运算放大器的基本应用电路进行分析和计算。 能对电路中的故障现象进行分析判断并加以解决。 能设计和制作立体声调音控制器，并能通过调试得到正确结果。 工作任务： 集成运算放大器基本应用电路特性的测试与结果的描述。 立体声调音控制器的设计、制作和调试。 撰写设计文档与测试报告。 集成运放的线性应用电路之一----比例运算电路 1. 理想集成运放的性能指标 理想集成运放的主要性能指标有： （1）开环电压放大倍数Aud→∞; （2）输入电阻rid→∞; （3）输出电阻rod→0。 此外还有:没有失调,没有失调温漂,共模抑制比趋于无穷大等。尽管理想运放并不存在,但由于集成运放的技术指标都比较接近理想值,在具体分析时将其理想化是允许的,这种分析所带来的误差一般比较小,可以忽略不计。 2．集成运放的传输特性 实际电路中集成运放的传输特性如图5.1所示。 3．集成运放的线性应用 集成运放工作在线性区的必要条件是引入深度负反馈。 当集成运放工作在线性区时,输出电压在有限值之间变化,而集成运放的 Aud→∞,则uid=uod/Aud≈0,由uid=u＋－u－,　得 （5.１） 上式说明,同相端和反相端电压几乎相等,所以称为 虚假短路,简称“虚短”。由集成运放的输入电阻rid→∞,得 （5.２） 上式说明,流入集成运放同相端和反相端的电流几乎为零,所以称为虚假断路,简称“虚断”。 (1)反相输入比例运算电路 如图5.2（a）所示为反相输入比例运算电路。 图5.2 反相输入比例运算电路 又因为 所以 即 或 输出电压与输入电压成比例关系,且相位相反。此外,由于反相端和同相端的对地电压都接近于零,所以集成运放输入端的共模输入电压极小,这就是反相输??电路的特点。 当R1=Rf=R时, ,输入电压与输出电压大小相等,相位相反,称为反相器。 由于反相输入比例运算电路引入的是深度电压并联负反馈,所以，输入电阻为 输出电阻为 (2) 同相输入比例运算电路 在图5.3（a）中,输入信号ui经过外接电阻R2接到集成运放的同相端,反馈电阻接到其反相端,构成电压串联负反馈。 所以 或 图5.3 同相输入比例运算电路 当Rf=0或R1→∞时,如图5.4所示, ,即输出电压与输入电压大小相等,相位相同,该电路称为电压跟随器。 ? 由于同相输入比例运算电路引入的是深度电压串联负反馈,所以，输入电阻为 rif=（1+AF）rid→∞ 输出电阻为 集成运放的线性应用电路之二----加法电路 如下图所示。根据“虚断”的概念可得: 其中 再根据“虚地”的概念可得 则 实现了各信号按比例进行加法运算。 如取R1=R2=…=Rn=Rf则uo=—(ui1+ui2+…+uin),实现了 各输入信号的反相相加。 集成运放的线性应用电路之三----减法电路 1.能实现减法运算的电路如图5.6（a）所示。 图5.6 减法电路 根据叠加定理,首先令ui1=0,当ui2单独作用时,电路 成为反相比例运算电路,如图5.６(b)所示,其输出电压为 再令ui2=0,ui1单独作用时,电路成为同相比例运算电 路,如图5.６（c）所示,同相端电压为 其输出电压为 这样 当R1=R2=R3=Rf=R时,uo=ui1－ui2。在理想情况下,它的输出电压等于两个输入信号电压之差,具有很好的抑制共模信号的能力。但是,该电路作为差动放大器有输入电阻低和增益调节困难两大缺点。因此,为了满足输入阻抗和增益可调的要求,在工程上常采用多级运放组成的差动放大器来完成对差模信号的放大。 集成运放的线性应用电路之四----积分电路 图5.8(a)所示为积分(运算)电路 图5.8 积分运算电路 上式表明,输出电压为输入电压对时间的积分,且相位相反。 积分电路的波形变换作用如